Movatterモバイル変換

[0]ホーム
URL:

Jump to content
Վիքիպեդիա
Որոնել

Ալյումին

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
13Մագնեզիում

←Ալյումին →Սիլիցիում

Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Ալյումին
Ալյումին պարզ նյութը փափուկ, թեթև արծաթասպիտակավուն երանգով մետաղ է։
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվԱլյումին / Aluminium (Al),Al, 13
Խումբ,պարբերություն, բլոկ13, 3,
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)		26,9815386(8)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա[Ne] 3s2 3p1
Էլեկտրոնները ըստթաղանթների2, 8, 3
Ատոմի շառավիղ143պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ121±4 պմ
Վան-դեր-Վալսի շառավիղ184
Իոնի շառավիղ51 (+3e) պմ
Էլեկտրաբացասականություն1,61 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ-1,66 В
Օքսիդացման աստիճաններ3
Իոնացման էներգիա1‑ին: 577.5 (5.984) կՋ/մոլ (էՎ)
2‑րդ: 1816.7 (18.828) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Թերմոդինամիկական ֆազՊինդ նյութ
Հալման ջերմաստիճան660 °C, 933,5Կ
Եռման ջերմաստիճան2518,82 °C, 2792Կ
Հալման տեսակարար ջերմունակություն10,75 կՋ/մոլ
Մոլյար ջերմունակություն24,35[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ10,0 սմ³/մոլ
Պարզ նյութիբյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածքխորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ4,050
Դեբայի ջերմաստիճան394 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն(300 Կ) 237 Վտ/(մ·Կ)
Ձայնի արագություն5200
CAS համարCAS գրանցման համար?
13
Ալյումին
26,982
3s23p1


Ալյումին (լատին․՝ Aluminium), քիմիական նշանը՝Al (կարդացվում է՝ «ալյումին»), ատոմային համարը՝ 13, ատոմային զանգվածը՝ 26.98154։Ալյումինը p–տարր է։

Բնական ալյումինը բաղկացած է27Al մեկնուկլիդից։ Վալենտային էլեկտրոնները երեքն են։ Արտաքին էլեկտրական շերտի դասավորվածությունն է 3s2p1։ Գործնականում բոլոր միացություններումօքսիդացման աստիճանը +3 է (եռավալենտ) և 3վալենտականություն։ Ալյումինի նեյտրալ ատոմիշառավիղը 0.143 նմ է, իսկ Al3+ իոնինը՝ 0.057 նմ։

Ալյումին պարզ նյութը փափուկ, թեթև արծաթասպիտակավուն երանգովմետաղ է, օժտված է մեծ էլեկտրա– և ջերմահաղորդականությամբ։Ալյումինիխտությունը 2,7 գ/սմ3 է։ Մոտ 3 անգամ թեթև էերկաթից ևպղնձից, սակայն բավական ամուր է։ Ալյումինը հալվում է 600 °C ջերմաստիճանում։

Տարածվածությամբ ալյումինը մետաղների մեջ գրավում է առաջին տեղը և կազմում էերկրակեղևի զանգվածի 7 %–ը։

Պատմություն

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

Առաջին անգամ ալյումինը ստացել է դանիացի ֆիզիկոսՀանս Էրսթեդի կողմից1825 թվականին։

լատին․՝ aluminium-ը գալիս է նույն լատիներենլատին․՝ alumen բառից, որը նշանակում է պաղլեղ (շիբ – ալյումինի ևկալիումի սուլֆատ՝ KAl(SO4)2.12H2O), որը վաղուց օգտագործվել է կաշվի մշակման ժամանակ և ինչպես կպցնող միջոց։

Քիմիական բարձր ակտիվության պատճառով մաքուր ալյումինի հայտնագործումն ու ստացումը ձգվել է համարյա 100 տարի։ Եզրակացությունն այն մասին, որ պաղլեղից կարելի է ստանալ «հող» (դժվարահալ նյութ, ժամանակակից՝ ալյումինի օքսիդ) եկել է դեռ1754 թվականից՝գերմանացի քիմիկոս Ա. Մարգգրաֆից։ Ավելի ուշ պարզվեց, որ հենց այդպիսի «հող» կարելի է ստանալկավից, և այն սկսեցին անվանել կավահող։

Մետաղական ալյումին կարողացավ ստանալդանիացի ֆիզիկոսՀ. Ք. Էսթրեդը։ Նա ալյումինի քլորիդի (AlCl3, որը կարելի էր ստանալ կավահողից) վրա ազդեցկալիումի ամալգամայով (սնդկահալվածքով՝ հալելով կալիումը սնդիկի հետ)։ Միայն քառորդ դար հետո այս մեթոդը հնարավոր եղավ մի քիչ կատարելագործել։ Ֆրանսիացի քիմիկոս Ա. Է. Սենտ-Կլեր Դեվիլը1854 թվականին առաջարկեց ալյումին ստանալու համար օգտագործել մետաղականնատրիում և ստացավ նոր մետաղի առաջին ձուլակտորները։ Այդ ժամանակ ալյումինի գինը շատ բարձր էր, և դրանից պատրաստում էին թանկարժեք զարդեր։

Դժվար խառնուրդների հալույթի (որոնք ներառում են ալյումինի օքսիդ, ֆտորիդ և այլնյութեր)էլեկտրոլիզի միջոցով ալյումինի արտադրության գործարանային տարբերակն իրարից անկախ մշակել են Պ. Էրուն (Ֆրանսիա) և Չ. Հոլլը (ԱՄՆ)1888 թվականին։

Ալյումինի արտադրությունը կապված էր էլեկտրաէներգիայի մեծ ծախսերի հետ, այդ պատճառով մեծ մասշտաբներով այն սկսեցին ստանալ միայն20-րդ դարում։

Ստացում

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

Ալյումինը ստանում են Al2O3 օքսիդի հալույթիէլեկտրոլիզով, իսկ օքսիդն առանձնացնում են բոքսիտ հանքաքարից.

2Al2O3→4Al+3O2{\displaystyle {\mathsf {2Al_{2}O_{3}\rightarrow 4Al+3O_{2}}}}

Օքսիդի հալման ջերմաստիճանը 2000-ից բարձր է, և հնարավոր չէ ունենալ էլեկտրոլիզի սարքեր, որոնք դիմանան այդպիսի բարձր ջերմաստիճանների։ Այդ պատճառով օքսիդին խառնում են կրիոլիտ՝ Al3[AlF6], և դրա առկայությամբ իրականացնում հալույթի էլեկտրոլիզը բավականին ցածր՝ մոտ 900 °C ջերմաստիճանում։

Որպես կաթոդ ծառայում են էլեկտրոլիզային գուռի հատակին տեղադրվածգրաֆիտե սալիկները, իսկ որպես անոդ՝ գրաֆիտե ձողերի շարանը։ Գոյացող ալյումինը հալված վիճակում հավաքվում է գուռի հատակին և շարունակում կատարել կաթոդի դերը։ Անոդի վրա թթվածինն առաջանում է ատոմների ձևով, որոնք անմիջապես միանում են ածխի հետ՝ վերջինս այրելով մինչև CO և CO2։ Էլեկտրոլիզի ամբողջ ընթացքում անոդի գրաֆիտե զանգվածն անընդհատ ավելացնում են։

Ֆիզիկական հատկություններ

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
Ալյումին փրփուր
  • Ալյումինը արծաթափայլ սպիտակ մետաղ է
  • Խտությունը՝ 2,7 գ/սմ3
  • Տեխնիկական ալյումինի հալման ջերմաստիճանը՝ 658 °C, իսկ մաքուր ալյումինինը՝ 660 °C
  • Եռման ջերմաստիճան՝ 2500 °C
  • Կարծրությունը ըստ Բրինելլի՝ 24…32 կգ սմ/մմ²
  • Բարձր պլաստիկությունն՝ 50 %
  • Յունգի մոդուլը՝ 70 գՊա
  • Ալյումինն օժտված է մեծ էլեկտրահաղորդականությամբ (37·106 սմ/մ) և ջերմահաղորդականությամբ (203,5 Վտ/(մ·Կ)
  • Ջերմաստիճանը գործակիցը՝ 24,58·10−6 К−1 (20…200 °C)
  • Տեսակարար դիմադրությունը՝ 0,0262..0,0295 օհմ·մմ²/մ
  • Էլեկտրական դիմադրության ջերմաստիճանը գործակիցը՝ 4,3·10−3K−1։

Ալյումինը գրեթե բոլոր մետաղների հետ առաջացնում էհամաձուլվածքներ։ Առավել հայտնի համաձուլվածքներն են պղնձի (դյուրալյումին) ևսիլիցիումի համաձուլվածքները։

Քիմիական հատկություններ

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

Մետաղների էլեկտրաքիմիական շարքում ալյումինը գտնվում է բավական ձախ, իսկ դա նշանակում է, որ ուժեղ վերականգնիչ և շատ ակտիվ մետաղ է։Թթվածնի մթնոլորտում տաքացված ալյումինն այրվում է՝ արձակելով օքսիդի շիկացած շիթեր.

4Al+3O2→2Al2O3{\displaystyle {\mathsf {4Al+3O_{2}\rightarrow 2Al_{2}O_{3}}}}
Ալյումինի հիդրօքսիդ

Օդում ալյումինը շատ կայուն է և փոփոխության չի ենթարկվում։ Ալյումինը պատվում է օքսիդի աննշմարելի շերտով, որը պահպանում է մետաղը հետագա օքսիդացումից։ Օքսիդային ամուր թաղանթը թույլ չի տալիս, որ ալյումինը ռեակցիայի մեջ մտնի նաև ջրի հետ։ Թթվածնի և ջրի նկատմամբ իր մեծ կայունության շնորհիվ ալյումինը ունի լայն կիրառություն։ Օքսիդի շերտը ալյումինին կայուն է դարձնում նաևազոտական թթվի ինչպես նոսր, այնպես էլ խիտ լուծույթների նկատմամբ։Ծծմբական թթվի լուծույթի և աղաթթվի հետ ալյումինը փոխազդում է ոչ մեծ արագությամբ.

2Al+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2{\displaystyle {\mathsf {2Al+3H_{2}SO_{4}\rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}}}}
2Al+6HCl→2AlCl3+3H2{\displaystyle {\mathsf {2Al+6HCl\rightarrow 2AlCl_{3}+3H_{2}}}}

Սակայն ալյումինը շատ զգայուն է ալկալիների նկատմամբ։ Արդեն սենյակային ջերմաստիճանում լուծվում է ալկալու ջրային լուծույթում՝ անջատելովջրածին.

2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2{\displaystyle {\mathsf {2Al+2NaOH+2H_{2}O\rightarrow 2NaAlO_{2}+3H_{2}}}}

Գոյացող աղը ջրային միջավայրում հանդես է գալիս հիդրատացված ձևով։

Հալոգենների հետ (բացիֆտորից[3]) առաջացնելով քլորիդ, բրոմիդ, յոդիդ.

Ալյումինի Նմուշը
2Al+3Hal2→2AlHal3(Hal=Cl,Br,I){\displaystyle {\mathsf {2Al+3Hal_{2}\rightarrow 2AlHal_{3}(Hal=Cl,Br,I)}}}

Ալյումինը շատ ակտիվմետաղ է։ Փոխազդում է ջրի հետ՝

2Al+6H2O→Al(OH)3+3H2{\displaystyle {\mathsf {2Al+6H_{2}O\rightarrow Al(OH)_{3}+3H_{2}}}}
Բարձր մաքրության ալյումին (99.99%)

Տաքացման պայմաններում փոխազդում է ոչ մետաղների հետ.

  • Ֆտորի հետ, առաջացնելով ալյումինի ֆտորիդ.
2Al+3F2→2AlF3{\displaystyle {\mathsf {2Al+3F_{2}\rightarrow 2AlF_{3}}}}
  • ծծմբի հետ, առաջացնելով ալյումինի սուլֆիդ.
2Al+3S→Al2S3{\displaystyle {\mathsf {2Al+3S\rightarrow Al_{2}S_{3}}}}
  • Ազոտի հետ, առաջացնելով ալյումինի նիտրիդ.
2Al+N2→2AlN{\displaystyle {\mathsf {2Al+N_{2}\rightarrow 2AlN}}}
  • ածխածնի հետ, առաջացնելով ալյումինի կարբիդ.
4Al+3C→Al4C3{\displaystyle {\mathsf {4Al+3C\rightarrow Al_{4}C_{3}}}}

Հեշտությամբ լուծվում էաղաթթվում և նոսրծծմբական թթվում, իսկ տաքացման պայմաններում՝ նաև խիտազոտական և ծծմբական թթուներում։

8Al+15H2SO4→4Al2(SO4)3+3H2S+12H2O{\displaystyle {\mathsf {8Al+15H_{2}SO_{4}\rightarrow 4Al_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}S+12H_{2}O}}}
Al+6HNO3→Al(NO3)3+3NO2+3H2O{\displaystyle {\mathsf {Al+6HNO_{3}\rightarrow Al(NO_{3})_{3}+3NO_{2}+3H_{2}O}}}

Կիրառվում է թեթև և ամուր համաձուլվածքների ստացման,ալյումինաթերմիայի, ինչպես նաև կենցաղային իրերի պատրաստման համար։

Բնության մեջ

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
Ալյումինի կտոր

Բնության մեջ տարածվածությունով ալյումինը գրավում է առաջին տեղը մետաղների մեջ և երրորդ տեղը բոլոր տարրերի մեջ (թթվածնից ևսիլիցիումից հետո), այն զբաղեցնում է երկրակեղևի զանգվածի 8.8%-ը։ Ալյումինը մտնում է ահռելի քանակությամբ հանքանյութերի բաղադրության մեջ, գլխավորությամբ ալյումոսիլիկատների և լեռնայինապարների։ Ալյումինի միացություններ պարունակում ենգրանիտները,բազալտները, կավը, դաշտային սպաթը և այլն։ Բայց ահա պարադոքս. չնայած նրան, որ ալյումինը պարունակվում է շատ մեծ քանակությամբ հանքանյութերում և ապարներում, բոքսիտներով հարուստ տեղանքները, որոնք հանդիսանում են ալյումինի գործարանային ստացման հիմնական հումք, բավականին հազվադեպ են հանդիպում։ Միկրոէլեմենտների տեսքով ալյումինը առկա է կենդանիների և բույսերի հյուսվածքներում։

Արտադրություն և շուկա

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

2007 թվականին աշխարհում արտադրվել է 38 միլիոն տոննա, իսկ2008 թվականին 39,7 միլիոն տոննա ալյումին։ Ալյումին արտադրող առաջատար երկրներն են՝

Ալյումինի արտադրությունը
  1. Չինաստանի Ժողովրդական Հանրապետություն (2007 թվականին արտադրվել է 12,60 միլիոն տ, իսկ 2008՝ 13,50 միլիոն տ)
  2. Ռուսաստան (3,96/4,20)
  3. Կանադա (3,09/3,10)
  4. Ամերիկայի Միացյալ Նահանգներ (2,55/2,64)
  5. Ավստրալիա (1,96/1,96)
  6. Բրազիլիա (1,66/1,66)
  7. Հնդկաստան (1,22/1,30)
  8. Նորվեգիա (1,30/1,10)
  9. ԱՄԷ (0,89/0,92)
  10. Բահրեյն (0,87/0,87)
  11. Հարավային Աֆրիկա (0,90/0,85)
  12. Իսլանդիա (0,40/0,79)
  13. Գերմանիա (0,55/0,59)
  14. Վենեսուելա (0,61/0,55)
  15. Մոզամբիկ (0,56/0,55)
  16. Տաջիկստան (0,42/0,42)[4]

Կիրառություն

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
Ալյումինե գլանվածք

Ալյումինը հեշտությամբ է ենթարկվում մեխանիկական մշակման, որովհետև ունի մեծ կռելիություն և ձգվողականություն։ Կարելի է գլանել, լար ձգել, ինչպես նաև մամլել ու դրոշմել՝ իրին տալով ցանկացած ձև։

Թունավոր հատկության բացակայությունը թույլ է տալիս ալյումինը լայնորեն օգտագործելու խոհանոցային սպասքի, սննդի ևգարեջրի արտադրական սարքավորումների պատրաստման, ինչպես նաև՝ սննդանյութերի և դեղանյութերի փաթեթավորման համար։ Առանց ալյումինի դժվար կլիներ պատկերացնել ինքնաթիռաշինությունը։Ալյումինի աղերից մեծ կիրառություն ունի ալյումինական շիբը՝ KAl(SO4)2•12H2O, որը կրկնակի աղ է (նաև բյուրեղահիդրատ է) և օգտագործվում է արյան մակարդման համար, ինչպես նաև մուրաբաների պատրաստման և մանրաթելերի ներկման ժամանակ (մեծացնում է ներկանյութի կապը մանրաթելի հետ)։

Ալյումինը համաշխարհային մշակույթում

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]

1959 թվականին հայտնի բանաստեղծԱնդրեյ Վոզնեսենսկին գրել էր «Աշուն»[5] բանաստեղծությունր, որտեղ ալյումինը օգտագործել էր որպես գեղարվեստական պատկեր.

…Եվ պատուհանից դուրս, սառնամանիքին,
փռված են դաշտերը ալյումինե…

Վիկտոր Ցոյը երգ է գրել «Ալյումինե վարունգ» կրկներգով.

Ես տնկում եմ ալյումինե վարունգներ
Բրեզենտի դաշտում

Ծանոթագրություններ

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
  1. ↑Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)(անգլ.) //Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. —ISSN0033-4545. —doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. ↑Химическая энциклопедия. В 5-ти т / Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 116. — 623 с. —100 000 экз.
  3. ↑Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Реакции неорганических веществ: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2007. — С. 16. — 637 с. —ISBN 978-5-358-01303-2
  4. ↑«MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2009». Արխիվացված էօրիգինալից 2009 թ․ սեպտեմբերի 26-ին. Վերցված է 2015 թ․ հունվարի 24-ին.
  5. ↑А. Вознесенский.Осень

Գրականություն

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
  • Luitgard Marschall։Aluminium. Metall der Moderne. Oekom, München 2008,ISBN 978-3-86581-090-8.
  • P. F. Zatta, A. C. Alfrey։Aluminium Toxicity in Infant’s Health and Disease. World Scientific Publishing, Singapur 1977,ISBN 981-02-2914-3 (englisch).

Արտաքին հղումներ

[խմբագրել |խմբագրել կոդը]
Վիքիբառարան
Ընթերցե՛ք«ալյումին» բառի բացատրությունըՀայերեն Վիքիբառարանում։
Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են«Ալյումին» հոդվածին։
 ⛭ 
  Թեմատիկ կայքեր
Բառարաններ և հանրագիտարաններ
 
BNF: 11976300k ·GND: 4001573-7 ·LCCN: sh85003956 ·Microsoft: 513153333 ·NDL: 00560358 ·NKC: ph120753
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկվածՀայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 1, էջ 184)։
 Պարբերական աղյուսակ
H He
LiBe BCNOFNe
NaMg AlSiPSClAr
KCa ScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSr YZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
(LiAlO2) • (NaAlO2)  • (Ca[AlH4]2)  • (LiAlH4)  • Ալյումինասիլիկատներ  • (AlSb)  • (AlAsO4)  • (AlAs)  • (Al(CH3COO)3)  • (AlBr3)  • ((NH3)3[AlF6])  •Նատրիումի հեքսաֆտորալյումինատ (Na3[AlF6])  • (AlH3)  • (Al(OH)3)  • (AlB2)  • (AlB12)  • (AlI3)  • (Al4C3)  • (AlO(OH))  • (Al2(MoO4)3)  • (AlO)  • (AlF)  • (AlCl)  • (Al(NO3)3)  • (AlN)  •Ալյումինի օքսիդ (Al2O3)  • (AlON)  • (Al2Se3)  • (Al2O3·SiO2)  • (Al2(SO4)3)  • (NH4Al(SO4)2)  • (KAl(SO4)2)  • (NaAl(SO4)2)  • (RbAl(SO4)2)  • (TlAl(SO4)2)  • (CsAl(SO4)2)  • (Al2S3)  • (Na[AlH4])  • (K[AlH4])  • (Cs[AlH4])  • (Al(C4H9)3)  • (Al(CH3)3)  • (Al(C6H5)3)  • (AlF3)  • (Al(C2H5)3)  • (AlPO4)  • (AlP)  • (Al(ClO3)3)  •Ալյումինի հիդրօքսիդ (AlCl3)
Ստացված է «https://hy.wikipedia.org/w/index.php?title=Ալյումին&oldid=10497107» էջից
Կատեգորիաներ:
Թաքցված կատեգորիաներ:
[8]ページ先頭
©2009-2025 Movatter.jp